양자역학22 관측하면 입자, 관측 안 하면 파동? - 이중슬릿 실험의 충격 주말에 과학관에서 이중슬릿 실험 영상을 봤습니다. 전자를 하나씩 쏘는데 간섭무늬가 생기더군요. 더 충격적인 건, 관측하는 순간 간섭무늬가 사라진다는 거였어요. "관측하면 다르게 행동한다고?" 이게 대체 무슨 뜻일까요?1.파동과 입자, 완전히 다른 세계고전 물리학에서는 명확했습니다. 빛은 파동, 전자는 입자.파동은 공간에 퍼져 있습니다. 호수에 돌을 던지면 물결이 퍼져나가고, 두 물결이 만나면 간섭을 일으키죠. 높은 부분끼리 만나면 더 높아지고, 높은 부분과 낮은 부분이 만나면 상쇄됩니다.입자는 정확한 위치에 있습니다. 야구공을 던지면 매 순간 정확한 위치와 속도를 가지고 날아갑니다. 두 개를 동시에 던져도 서로 부딪치지 않는 한 독립적으로 움직이죠.19세기까지 이 구분은 너무나 명확해 보였습니다. 그런데.. 2025. 11. 17. 불확정성 원리: 세상을 정확히 알 수 없는 이유 양자역학의 세계에서는 우리가 상식적으로 믿어온 ‘정확한 측정’이 더 이상 성립하지 않습니다.하이젠베르크(Werner Heisenberg)가 제안한 **불확정성 원리(Uncertainty Principle)**는입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 알 수 없다는 사실을 수학적으로 보여줍니다.즉, 미시 세계에서는 관측이라는 행위가 물리적 상태에 근본적인 한계를 부여합니다.1. 고전 물리학과의 차이뉴턴 역학과 고전 물리학에서는 입자의 위치와 속도를 동시에 정확하게 측정할 수 있습니다.이 세상은 결정론적이어서, 초기 조건만 알면 미래 상태를 예측할 수 있습니다.하지만 양자 세계에서는 입자가 파동함수(wave function) 형태로 존재하며,이 파동함수는 입자가 가질 수 있는 확률적 분포를 나타냅니다.하이젠베르.. 2025. 11. 16. 관측 문제: 보는 순간 결과가 정해진다 양자역학에서 가장 신비로운 개념 중 하나는 ‘관측 문제(Measurement Problem)’입니다.이는 단순히 “무엇을 본다”의 차원이 아니라,관측 행위 그 자체가 현실의 상태를 결정한다는 근본적 질문을 던집니다.즉, 미시 세계에서는 ‘존재’가 관측과 분리될 수 없다는 뜻입니다.🌌 1. 고전 물리학의 확실성과 양자역학의 불확실성고전역학에서 물체의 위치나 속도는 언제나 명확합니다.뉴턴 역학의 세계에서는 모든 입자가 원인과 결과의 법칙을 따르며 움직이고,관찰자는 그저 이를 기록할 뿐입니다.그러나 양자역학의 세계에서는 달라집니다.전자, 광자와 같은 미시 입자들은 위치도, 운동량도 동시에 확정되지 않습니다.하이젠베르크의 불확정성 원리에 따르면,한 입자의 정확한 위치를 알수록 운동량의 불확실성은 커지고,운동량.. 2025. 11. 16. 상자 안의 고양이는 살아 있을까, 죽어 있을까― 슈뢰딩거가 던진 질문의 진짜 의미 0. 이 질문이 계속 마음에 남았던 이유“상자 안의 고양이는 살아 있을까, 죽어 있을까?”이 문장은 과학 대중서나 강의에서 너무 자주 등장한다.그래서 처음에는 하나의 재미있는 비유 정도로만 받아들였다.하지만 양자역학을 조금 더 들여다볼수록이 질문이 단순한 상상이 아니라,양자역학이 안고 있는 불편한 핵심을 정확히 찌르고 있다는 사실이 점점 선명해졌다.이 글은 슈뢰딩거의 고양이를정답을 주는 예시가 아니라,왜 이런 질문이 필요했는지를 따라가며 정리한 기록이다.1. 사고 실험은 이렇게 설정된다1935년, 오스트리아의 물리학자**에르빈 슈뢰딩거(Erwin Schrödinger)**는양자역학의 해석이 가진 문제점을 드러내기 위해의도적으로 극단적인 상황을 상상했다.밀폐된 상자 안에는 다음이 들어 있다.한 마리의 고양.. 2025. 11. 16. 관측하기 전에는 존재하지 않는다? 양자역학의 파동함수 붕괴 안녕하세요. 오늘은 양자역학에서 가장 이해하기 어렵고, 동시에 가장 흥미로운 주제 중 하나를 다뤄보려고 합니다. 바로 '파동함수의 붕괴'에 관한 이야기인데요, 이것을 이해하면 "관측하기 전에는 세상이 어떤 모습일까?"라는 철학적인 질문까지 고민하게 됩니다.제가 처음 이 개념을 접했을 때는 솔직히 말이 안 된다고 생각했어요. 우리가 보지 않으면 사물이 존재하지 않는다니, 이게 무슨 소리인가 싶었거든요. 하지만 양자역학의 세계는 정말로 우리의 상식과는 다르게 작동한다는 걸 알게 되었습니다.1.입자는 정말 '한 곳'에 있는 걸까?우리는 일상에서 모든 물체가 항상 특정한 위치에 있다고 생각합니다. 지금 제 책상 위에 있는 커피잔은 책상의 오른쪽 모서리에 있고, 핸드폰은 왼쪽에 있죠. 이것은 너무나 당연한 사실처.. 2025. 11. 15. 멀리 떨어져 있는데, 왜 연결되어 있을까― 양자 얽힘이 던지는 가장 불편한 질문 0. 이 개념이 끝내 마음에 걸렸던 이유양자역학을 공부하다 보면어느 순간부터 설명이 아니라 감정이 먼저 따라오는 개념이 있다.바로 **양자 얽힘(Quantum Entanglement)**이다.두 입자가 멀리 떨어져 있는데도한쪽을 측정하는 순간 다른 쪽의 상태가 즉시 정해진다는 설명은아무리 여러 번 읽어도 직관에 잘 들어오지 않는다.아인슈타인이 이를“유령 같은 원격작용(spooky action at a distance)”이라 불렀다는 사실이오히려 위안이 되었다.이 현상은 처음부터 받아들이기 어려운 개념이었기 때문이다.이 글은얽힘이 무엇인지 나열하기보다,왜 이 개념이 끝내 무시될 수 없었는지를 따라가며 정리한 기록이다.1. 얽힘을 이해하려면 ‘상태’부터 다시 봐야 한다양자역학에서 입자는고전적인 점 입자가 아.. 2025. 11. 15. 이전 1 2 3 4 다음
